Elektrikli taşıtların (EV’ler) gerçekten patlamasını engelleyen en büyük engellerden biri özerkliktir. Pil teknolojisindeki hızlı gelişmeler sayesinde, bir anda bazı EV’leri yüzlerce kilometre boyunca sürebilirsiniz.
Bu, bir şehirde veya kısa ve orta büyüklükteki otobüslerde araç kullanmak için fazlasıyla yeterli, ancak diğer uygulamalar için, bu tür bir kilometre sadece onu kesmiyor. İdeal olarak, aracınızı konvansiyonel bir benzinli veya dizel aracın deposunu doldurmak için alacağı kadar hızlı bir şekilde şarj etmek istersiniz – ve bu düşündüğünüzden daha erken gelebilir.
Birçoğu elektrikli araçlarını gece boyunca şarj ediyor. Standart bir 120 Volt elektrik prizi, saatte 2-5 mil aralığı şarj etmek için yeterli güç sağlarken, 240 Volt’luk bir prizi 10-20 mil sağlayabilir.
Tesla’nın Süper Şarj Ünitesi (480 Volt doğru akım), kamuya açık şarj istasyonlarında yüksek güç devrelerini yalnızca 30 dakikada 170 mil aralığa kadar yenilemek için kullanır. Ancak, şarj hızını artırmak için gücü artırmaya devam edemezsiniz. Bir noktada, çok hızlı, çok hızlı pilin performans kaybetmesine neden olacağı bir fiziksel eşik var.
Üreticilerin şarj hızını yükseltememelerinin nedeni, anot çevresinde oluşan ve çok fazla enerji tüketildiğinde aküye zarar veren metalik lityumdur.
Ancak Penn Eyalet Üniversitesi’ndeki mühendisler bir geçici çözüm bulmuş olabilir. Xiao-Guang Yang liderliğindeki ekip, şu anda operasyonel elektrikli araçlar tarafından kullanılan hücrelerin ve modüllerin ürettiği standart bir batarya paketini yaklaşık 60 ° C’ye (140 ° F) ısıtdı ve şarj sırasında bu sıcaklığı korudu. Bu gibi durumlarda, piller kapasitelerinin% 80’ine 10 dakikadan daha az bir sürede yüklenerek yaklaşık 200 mil aralık eklenmiştir.
Isıtma dahil olmasına rağmen, bataryanın performansı etkilenmedi. Sonuçlar, pillerin kapasitelerinin% 91.7’sini 2.500 şarj deşarj döngüsünden sonra koruduğunu ve bu da kabaca 500.000 mil kullanım anlamına geldiğini gösteriyor.
Araştırmacılara göre, bu tür hızlı şarj işleminin anahtarı hızlı ısıtmada yatıyor. Bu, bataryaların etrafına sarılmış bir nikel folyo kullanılarak gerçekleştirildi, bu da bataryaların sıcaklığını oda sıcaklığından 60 ° C’ye (140 ° F) 30 saatte çıkardı. Bu sıcaklıkta, anot üzerinde lityum oluşmaz. Dezavantajı da bataryayı bozabileceği – ancak bu yalnızca ısıtma çok uzun süre uygulanırsa bir sorundur. Şarj başına on dakikada, yüksek sıcaklık sorunu olmaz. En azından, Wang, kısa süreli yüksek sıcaklıkta patlamanın faydalarının olumsuz sonuçlardan ağır bastığını söylüyor.
Gelecekte, üreticiler bu tekniği en yeni pillerinde kullanabilirler. Mühendislik sorunu, çeşitli çevresel koşullar altında yüksek bir sıcaklığın korunmasında yatmaktadır. Ek olarak, hızlı şarj edici bir altyapıya da ihtiyacınız olacak çünkü içerisindeki güç fizibil olarak evde üretilemiyor. Bunların hepsi olsa yapılabilir.
Wang ve meslektaşları artık pilin% 80’ini yalnızca beş dakikada şarj edebilecek bir tasarım üzerinde çalışmayı umuyorlar. Bulgular Joule dergisinde tarif edildi .